年产4000吨的L-苹果酸生产厂建设

1、各类论文专业代写 QQ625880526第一章 项目建议书项目名称：年产4000吨的L-苹果酸生产厂建设 承办单位：项目地址：天津经济技术开发区化工区承办人： 一项目建设的目的和意义1.提出背景与依据L-苹果酸产品分为食用级和工业级2种。食用级产品用于饮料水果加工等领域，工业级产品用作化学合成原料，制作酯类和盐类。L-苹果酸广泛存在于苹果、梨及其他水果中，是三羧酸循环的重要成员之一。L苹果酸口感接近天然苹果的酸味，与柠檬酸相比，具有酸度大、味道柔和、滞留时间长等特点，目前已广泛用于高档饮料、食品等行业，成为继柠檬酸、乳酸之后用量排第三位的食品酸味剂。用L苹果酸配制的饮料更加酸甜可口，接近天然果

2、汁的风味。苹果酸与柠檬酸配合使用，可以模拟天然果实的酸味特征，使口感更自然、协调、丰满。清凉饮料、粉末饮料、乳酸饮料、乳饮料、果汁饮料中均可添加苹果酸改善其口感和风味，苹果酸常与人工合成的二肽甜味剂阿斯巴甜配合使用，作为软饮料的风味固定剂添加。100克苹果酸比添加100克柠檬酸几乎要强1.25倍，或者说80克的苹果酸和100克的柠檬酸形成的酸味强度是相当的，因此要达到相同的酸味强度使用L苹果酸可以减少用量20%，对于一些食品加苹果酸可以节省白糖10%20%，由于它的酸味刺激效果优于柠檬酸，近几年来L-苹果酸在食品工业上的应用已逐渐取代柠檬酸。L苹果酸可用于药物制剂、片剂、糖浆中，还可以配入氨基

3、酸溶液中，能明显提高氨基酸的吸收率；L苹果酸可以用于治疗肝病、贫血、免疫力低下、尿毒症、高血压、肝衰竭等多种疾病，并能减轻抗癌药物对正常细胞的毒害作用，还用于制备与合成驱虫剂、抗牙垢剂等。另外L苹果酸还可以作为工业清洗剂、树脂固化剂、合成材料增塑剂、饲料添加剂等。由于L苹果酸属于发酵生产的产品，安全性能有保障，因此，国际市场上需求量快速增加，近年来需求量保持在年均10%左右的高速度。目前世界总产量每年约为10万吨，其中L苹果酸产量每年约为4万吨，而世界市场潜在需求量达到每年6万吨，可见市场发展空间之大。2投资的必要性和经济意义据了解，1990年第68届秋季广交会上，我国首批生产的L-苹果酸产品

4、深受欢迎，来自西欧、美国及东南亚的客商一次就订货800吨。1991年上海第一届华东四省七市外贸会上，该产品销势更旺，出口需要量在万吨以上。美国年产2.5万吨，1990年价格0.81美元/磅，1993年提到1.85美元/磅。调查表明，L苹果酸在美国酸味剂市场上已居第三位，Miles公司是美国最大的苹果酸生产厂家，年生产能力为6810吨，还需从国外进口，日本是苹果酸的主要生产国和输出国，其产量占世界产量的一半以上，扶桑化学、三菱化成和协和发酵三大公司生产的苹果酸形成日本三足鼎立局面，田边制药公司是最早采用酶工程技术生产L苹果酸的公司。目前，美国FDA已开始限制柠檬酸及DL苹果酸在老年人、肝肾功能障

5、碍患者和儿童食品中使用。国内一些大型食品公司，如娃哈哈集团、健力宝集团开始在饮料中使用L苹果酸。有报道表明L苹果酸有可能替代柠檬酸作为食品添加剂。 柠檬酸的生产均采用葡萄糖、蔗糖、糖蜜、玉米淀粉等作为碳源，经过4-5天的发酵产酸而得，由于能源危机及粮食价格的上涨，也影响到柠檬酸的生产成本。几年来柠檬酸价格节节上升，如八十年代美国市场价为1350美元/吨，九十年代涨到2725美元/吨。达到同等酸味功效，使用柠檬酸与L苹果酸的成本正在逐渐接近。因此，开发L-苹果酸，在我国有很好的发展前景和经济意义。3生产优势和产品优势生产优势：（1）微生物适应性强，繁殖速度快；（2）微生物生长所需原料丰富多样，原

6、料成本低；（3）以富马酸为底物，利用微生物体菌体的富马酸酶合成L-苹果酸的技术，产酸量高，发酵周期短，能耗低，操作程序简单。产品优势：（1）近年来，随着饮料食品业的发展，对酸味剂的需求量越来越大；（2）苹果酸与柠檬酸相比，产生热量更低，是一种低热量的理想食品添加剂，其味觉不像柠檬酸那样迅速达到最高强度并很快下来。L苹果酸酸味刺激缓慢，且在达到最高酸味后可以保留较长时间，酸化效果比柠檬酸更佳，酸味比柠檬酸高20%。应用L苹果酸配制的软饮料更加酸甜可口，当50%L苹果酸与20%柠檬酸共用时，可呈现强烈的天然果实风味，因而受到食品工业的青睐；（3）随着新的菌种的发现和分离提纯工艺的发展，苹果酸的生产

7、成本会有进一步的减低，苹果酸的应用会更普遍，更受欢迎。二产品方案及需求预测1.产品方案发酵类型 连续发酵发酵周期/d 4生产天数/d 356全年生产周期/个 89最终产物浓度 g/L 108.72收率/% 85年产量/t 40002.产品需求预测全世界柠檬酸销量为40万吨以上，其中大量用于食品。按照天然果汁中有机酸的比例，苹果酸约占1/3左右。目前全世界化学合成的DL 一苹果酸市场需求4万吨年，产量在3.5万吨/年以上，其中一半以上用于食品工业。由于FDA最近禁止在食品中使用DL苹果酸，并且FDA又限制了柠檬酸在儿童、老年食品中的应用，所以L苹果酸在食品及保健、化妆品的应用市场极为广阔。 目前

8、国内已有少量L苹果酸应用于高级饮料、医药、化妆品，由于L苹果酸及调味效果大大优于柠檬酸，如果其生产成本有所下降，可在国内市场大量推广，若考虑老年、儿童饮料的需求，国内的企业将扩大规模。三工艺技术初步方案以经60Co诱变后获得的优良菌株温特曲霉F2891直接以富马酸为原料，给以合适的温度，pH值，搅拌转速，通气量等条件，富马酸平均转化率83.07%，平均产L苹果酸108.72g/L。四建厂条件和厂址初步方案1.建厂条件天津为沿海城市，气候温和。温特曲霉发酵生产的最适温度为2530，在此有优势的发酵条件，可以节省资源。天津是京沪铁路的枢纽，有便利的交通网。化工区地处天津市的东北部，人口密度相对较小

9、，东邻渤海，环境容量巨大，非常适合发展工业。2.厂址选择公司欲建在天津经济技术开发区化工区。3.占地面积第一期工程拟建6600m，待用土地2000m。五.主要原料、燃料、动力供应1.原料供应富马酸：工业级,苏州合成化工厂；NaOH：工业级；NaCl、KCl：化学纯,上海兴达化学试剂厂；NaNO3、MgSO47H2O、FeSO47H2O、MnSO4H2O、KH2PO4：化学纯,上海医药集团化学试剂分公司。菌种：以山西省生物研究所提供的温特曲霉为出发菌株,经60Co诱变选育得到温特曲霉F2891菌株 。培养基原料通过购买获得。2.水、电、热、燃料供应天津基础设施配套完善，供水能力40万吨/日，从根

10、本上解决了生活用水和工业用水；兴建的天然气管道和“渤西”天然气配套工程，使天然气供应量达到1721万m，居民住宅气化率达到94%；集中供热自1997年筹建以来，供热热化率达到75%以上；电力充足，现有11AV变电站2座，3.5kV变电站2座，高压输电线路6条，总长l00公里，形成覆盖全镇的供电网络。六公用工程和辅助工程的初步方案1.公用工程（1）给排水工程清洗用水采用自来水。储水设施有防污染措施。储水设备定期清洗、消毒。清洗用水为活性炭过滤器处理的自来水。锅炉用水为钠离子交换器处理的自来水。（2）供气工程采风器从室外采风，经过气压机、缓冲罐、冷却器、分离器、雾器、气储罐、加热器、过滤器等设备提

11、供发酵过程中空气。（3）动力工程采用双回路供电体系，供电设备由变压器、变电柜和控制室，以及各种供电线网组成，动力系统的设计和安装由供电局负责。（4）制冷系统通过制冷设备提供，选购LSLGF300制冷机组三套、配电控柜XLS3-85一套和BNB-150凉水塔2个给水泵组成制冷系统。主要提供发酵过程冷却水，灭菌后的罐体和培养基降温冷却水。（5）供热工程设备主要是锅炉及附属的软化水设备，自来水经软化除去无机盐离子，获得软化水，其经锅炉燃烧后，将软化水变成高温高压蒸汽，通过管道与发酵生产设备相连接用于灭菌。2.辅助工程项目需土建的辅助系统有原料库、成品库、办公室、化验室、菌种制备实验室、食堂、厕所、宿

12、舍、锅炉房、机修车间、空气采集站、三废处理车间等。七环境保护严格按照国家颁布的三废排放标准综合治理在生产过程中产生的废物，时刻注意厂区所在地的环境问题。八工厂组织与劳动定员公司实行股份制。公司组织结构为直线制。全厂总定员为155人。九项目实施预规划及资金支付1.项目工期十四个月，进度安排2008年5-6月完成项目材料并设计2008年6-7月进行工程勘测和设计2008年7-8月完成工艺设计并筹集资金2008年8-12月利用筹集资金进行土建工程并考察订购设备2009年3-4月贷款资金到位，土建完成，设备到位安装并购进原料2009年5-6月设备安装并调试2009年7月项目完成投产2.投资结算和资金筹

13、集方案项目总投资：约9577万元。其中：固定成本2099.68万元，生产成本77.2996万元。十经济效益及社会效益的初步估算1.经济效益项目完成后年产量为4000吨，工厂售价3万元/吨，年产值12000万元，产品税3960万元，工厂成本9577万元，利润8040万元。预计回收期为3.5年。2.社会效益项目建成后的意义是：（1）可以提供一定的就业岗位，缓解就业压力，还可以带动其他服务行业的发展。（2）增加国家的收入，为国家的发展作出一定的贡献。3.结论与建议结构合理，效益高，投资回收期短，热电联产产业政策，社会效益和经济效此项目切实可行。但产品过于单一，原料价格相对较高。作为食品添加剂，只适于

14、企业订购。应在本企业积极研发新产品，扩大规模，提高经济效益。第二章 厂址选择一厂址坐落地点公司欲建在天津经济技术开发区化工区。二概况及环境条件天津为沿海城市，气候温和。温特曲霉发酵生产的最适温度为2530，在此有优势的发酵条件，可以节省资源。天津是京沪铁路的枢纽，有便利的交通网。化工区地处天津市的东北部，人口密度相对较小，东邻渤海，环境容量巨大，非常适合发展工业。此区相距中国北方最大的散货港天津港35公里，距天津滨海国际机场65公里，北京国际机场210公里，205国道在区东侧穿越而过，与丹拉高速公路天津段（唐津高速公路）、京津塘、京沪高速公路相衔接，并在宁河经济开发区内设出口一个，给我区创造了

15、海、陆、空运输的便捷条件。京山铁路线距开发区仅200米，区内有铁路专线。芦台站、汉沽站两座国家客货二级火车站分别座落在开发区北、南二公里处。交通便利，地理位置十分优越。同时，化工区正在建设一个化工物流中心，此中心位于汉沽区外环线的东侧，经东外环通过彩虹桥进入港口，西经津汉路通往天津，经北外环进入京沈、津塘高速路，地理位置得天独厚。物流中心占地65万，年吞吐量200万吨以上，内有铁路可以装卸货物，并有三种类型仓储库，物流中心具有完善的现代化物流服务功能，包括：运输功能、存储功能、装卸搬运功能、包装功能、流通加工功能、信息处理服务功能、货物集散功能。三水、电、燃料、交通运输设施供应此区为投资者提供

16、的基础设施达到“七通一平”的条件，包括：给水、排水、电力、通讯、宽带、道路、天然气和土地平整。 给水：工业园境内有自来水厂一座。日供水能力40万吨，供水压力为0.25MPa，保证区域企业不间断用水。 排水：工业园一期工程已铺设（DN1000-DN1500）污水、雨水管道1275米，设有排水泵站一座，排水能力为3060m/h 。 电力：电力充足，现有11AV变电站2座，3.5kV变电站2座，高压输电线路6条，总长l00公里，形成覆盖全镇的供电网络。宽带：工业园内已铺设宽带网线，企业可便利地使用网络资源。 道路：干道路面宽度最大12米，支道路面宽度最小9米，均按国家二级公路标准设计施工，路面为沥青

17、 。 天然气：可为用户提供管道天然气，日供气能力1721万m。 土地平整：园区内土地平整，地质构造良好。第三章 总平面布局一厂区规划工厂总面积：8600建筑总面积：3674 生产及辅助生产车间建筑面积：2308行政及生活设施建筑面积：1366绿化面积：1000发展基地：2000二总平面设计全厂可分为：生产区、辅助生产区、办公生活区及绿化区等几部分，土建总面积3674，具体规划如图：（1）生产区：1280表31 生产区面积规划图车间菌种制备实验室发酵车间第一提取车间第二提取车间第三提取车间面积（）36400300200300（2）辅助生产区：1028表32 辅助生产区面积规划图车间成品库三废处理

18、车间动力车间维修车间生产办公室原料仓库配电室供水站面积（）3601001601288432060100（3）办公及生活区：1366表33 办公生活区面积规划图车间办公楼餐厅门卫室工人停车区厕所运动场地面积（）360420100180192186（4）绿化面积：1000（5）此外还有发展基地 2000总平面设计图见附图一第四章 L-苹果酸生产的工艺设计一产品方案发酵类型 连续发酵发酵周期/d 4生产天数/d 356全年生产周期/个 89最终产物浓度 g/L 108.72收率/% 85年产量/t 4000二工艺流程三发酵过程控制监测1.工艺控制采用培养基连续灭菌，连续灭菌时，蒸汽用量平稳，但蒸汽压

19、力一般要求高于0.5MPa（表压）。发酵罐应在连续灭菌开始前先进行空罐灭菌，以容纳经过消毒灭菌的培养基。加热罐、维持罐和冷却罐也应先进行灭菌，组成培养基的耐热性物料可在不同温度下分开灭菌，以减少物料受破坏的程度，也可将糖和氮源分开灭菌，以免醛基和氨基发生反应。2.发酵动态监测从零时直到发酵全过程结束，都需定时取样进行糖的分析、氮和矿物元素的分析、pH值测定，以及菌体生长发育的显微观察。整个发酵过程pH应控制在6.46.7之间，用pH计测定。发酵中总糖测定用费林试剂法。发酵液中氨基氮测定：原理是氨基氮和多肽在水溶液中显中性，加入甲醛与氨基结合，再用NaOH溶液进行滴定。如有碳酸盐和磷酸盐存在时，

20、可加入氯化钡在碱性介质中沉淀除去，然后调节至中性后再进行测定。发酵液黏度测定：用黏度计测定。发酵中生物量测定：收集菌丝体，用分光光度计测定。 L-苹果酸测定：用酸碱滴定法测定。3.发酵终点当L-苹果酸的含量达到108.72g/L时即可放罐。四L-苹果酸提取工艺操作要点（1）发酵液过滤浓缩：发酵液经泵加压后进入板框过滤机，L-苹果酸随清液流出，而菌丝体、蛋白质和固体悬浮颗粒等杂质被截留，将他们热交换器冷却后，送回罐进一步浓缩，直至超滤浓缩液呈浆糊状，再用少量的水清洗，使滤液渣中残余的L-苹果酸充分洗涤出来。洗涤出的苹果酸溶液的浓度为12%。（2）中和抽滤：将得到的清液转入中和桶，就加入碳酸钙中和

21、，变为苹果酸钙从液相中析出，从而与发酵液中其他可溶性杂质分离。温度在4550，pH6.97.2。加入碳酸钙时，加入速度以泡沫不溢出桶外为好。放入虹吸排液真空抽滤机抽滤。用40热水洗涤。（3）酸解脱色过滤：将苹果酸钙加入其重量34倍的水，调浆，加热到5055，缓慢滴加硫酸至pH为1.52.0，继续搅拌10min，加粉末活性炭（10g/L30g/L）脱色，硫酸一般为碳酸钙的用量的92%95%，过滤，除硫酸钙，活性炭，用热水洗涤，收集到的滤液中苹果酸的浓度为16%。（4）将苹果酸液通过离子交换树脂除去各种杂质离子，浓度达到18%，真空浓缩至80%左右，放入结晶罐结晶，用冷水降温至35，结晶罐转速为1

22、0r/min15r/min，缓慢降温结晶约15h，离心分离出L-苹果酸晶体，立即干燥，得到苹果酸晶体。五物料衡算1.原料配比种子培养基（g/L）：豆饼粉 6，蔗糖18，硝酸钠3，磷酸氢二钾1，氯化钾0.5，硫酸镁0.5 发酵培养基（g/L）：延胡索酸115.8，蔗糖11.5，硫酸镁1.05，氯化铁0.07，浓磷酸1.16， 氨水1.582.得率表41 得率表指标产酸量富马酸用量转化率提取率接种量得率108.72g/L115.8g/L83.07%85%10%3.原料消耗计算（1）以生产1000kg苹果酸所消耗原料计算发酵液量：V1=1000/（85%108.72）=10.821m二级种子液量：V

23、2=V110%=1.082m一级种子液量：V3=V210%=0.108mV2+V3=1.19m富马酸：115.810.821=1253.078kg糖：11.510.821+181.19=145.862kg 豆饼粉：61.19=7.14kg硝酸钠：31.19=3.57kg磷酸氢二钾：11.19=1.19kg氯化钾：10.51.19=12.495kg硫酸镁：0.51.19+1.0510.821=11.957kg氯化亚铁：10.0710.821=108.967kg浓磷酸：1.1610.821=12.552kg氨水：1.5810.821=17.097kg（2）每天需生产苹果酸11.24t，每年需生产4

24、000t苹果酸，则消耗原料如图。 表42 原料消耗统计表原料每天消耗量（kg）年消耗量（吨）富马酸14084.65012.29糖1639583.448豆饼粉80.253628.56硝酸钠40.126814.28磷酸二氢钾13.37564.76氯化钾140.443849.98硫酸镁134.3966847.828氯化铁1224.789435.88浓磷酸141.084850.208氨水192.1702868.388六设备设计选型1.发酵设备的选型（1）发酵罐选型每立方米发酵液产L-苹果酸量：发酵液产108.72kg/m，收率85%，所以生产1000kg苹果酸用发酵液量为10.821m。全年发酵液总量

25、：400010.821=43284m，则每天需生产发酵液体积:43284/356=121.584m/d。全年生产罐数：4（356/4）=356罐/年。发酵罐容量确定：装料系数70%，生产周期4 d，则121.5844/70%=694.767m，安全系数为1.1，所以发酵罐体积：694.7671.1=764.2m。因此，取装料系数为70%的公称体积容量为200m的机械搅拌式发酵罐 4个 即可满足生产。型号：罐体材质 SUS316L/SUS321不锈钢材质（无锡市华元化工设备制造有限公司）。三层结构（内筒、控温夹套、保温层），保温层为绝热材料（保温层可选） 驱动方式：顶部机械搅拌，大型罐带有自平衡

26、装置 密封方式：机械密封，性能可靠 灭菌方式：在位灭菌公称容积(m)：200 筒体直径(mm)：4600筒体高度H(mm)：11500换热面积(m)：220 搅拌轴转速(r.p.m)：200 搅拌轴功率(kW)：220（2）二级种子罐选型按接种量10%，装料70%：80070%10%/70%=80m，则选取20m二级种子罐4个（无锡市华元化工设备制造有限公司）。技术参数：公称容积 (m)：20 筒体直径(mm)：2200筒体高度H(mm)：5000 换热面积（m）：22 搅拌轴转速（ r.p.m）：280搅拌轴功率 （kW）：15（3）一级种子罐选型按接种量10%，装料70%：8070%10%

27、/70%=8m则选取2m二级种子罐4个（无锡市华元化工设备制造有限公司）。技术参数：公称容积(m)：2 筒体直径(mm)：1000 筒体高度H(mm)：2500 换热面积（m）：1100 搅拌轴转速（r.p.m）：280 搅拌轴功率（kW）：7.52.动力泵的选择（1）种子液从二级种子罐（20m）打入发酵罐（200m）选用动力泵选型：每个发酵罐接种量为20070%10% =14m，用时0.5h，流量为14/0.5 =28m/h。所以选用型号为3A-135的不锈钢转子泵（上海华通集团博洋水泵厂），流量为1530m/h，电机功率为15kW。数量3个，备用两个。 （2）种子液从一级种子罐（2m）打入

28、二级发酵罐（20m）选用动力泵选型：每个二级种子罐接种量为2070%10% =1.4m，用时0.5h，其流量为2.8m/h。所以选用型号为3A-12的不锈钢转子泵（上海华通集团博洋水泵厂），流量为1.33.2 m/h，电机功率为2.2kW。数量3个，备用两个。 （3）种子液从配料罐打入发酵罐选用动力泵要求流量为140 m/h，可选用LJB100-80-30，流量为80 m/h，扬程30m，轴功率10.05kW，数量2个，两台同时使用。 3.储存罐和配料罐（1）选用两个400m的储罐。（2）发酵罐选择200m的配料罐，二级种子罐选择20m的配料罐，一级种子选择2m的配料罐。4.提取精制设备选型(

29、选型以一个生产周期为准)（1）过滤设备： 一个周期所得发酵液总量为20070%4=560m，所以发酵液在一个周期内过滤完560/(244)=5.84m/h。选型：BAS系列板框式过滤机（温州市东顶机械制造有限公司）技术参数：产品型号：BAS-16-400 滤板规格层数：40016 流 量(t/h)：8 过滤面积()：2.0 电机功率(kW)：2.2 滤器材质：SUS304过滤器工作压力：0.3MPa适用温度()：5150外形尺寸(mmmmmm):280019003200从过滤机里流出的清液苹果酸含量12%。 （2）中和设备：一个周期大约产苹果酸量为56085%108.72=51750kg=51

30、.75t，所以进入中和桶的溶液量为51.75/12%=431.25m。根据计算得加入碳酸钙的量为38.62t，所以选用容积为500m的中和桶（大连通达反应釜厂）即可。（3）抽滤设备： 虹吸排液真空抽滤器属于一般化工机械设备。该设备将带吸液罩的虹吸管与真空抽滤器合为一体，先虹吸排除澄清液，再真空抽滤吸取沉淀物中液体，从而使沉淀洗涤的工艺过程强化。与现行工艺技术比较，具有四个优点：能杜绝沉淀流失，排尽澄清液；能吸取沉淀物中的液体；易于吸取漂浮杂质；便于实现沉淀洗涤过程的自动化。它是现有化工生产中，需要多次洗涤的沉淀物急待采用的先进技术。选型：虹吸排液真空抽滤机（温州市东顶机械制造有限公司）技术参数

31、：过滤面积()：3过滤能力(t/h)：6主电机功率(kW)：12 外形尺寸(mmmmmm)：60001200800（4）酸解设备： 中和过程中得到大约80t苹果酸钙，因此加入240t水，加入硫酸38.6295%=36.69t，加入活性炭(80+240+36.69)30%=10.7t，因此加入到搅拌釜中的物料总共为80+240+36.69+10.7=367.39t。选型：多功能搅拌分散釜（大连通达反应釜厂） 技术参数：型号：JSS3-FS-12容积(m)：12搅拌功率(kW)： 18.5搅拌转速(r/min)： 41搅拌器直径(mm)： 2300 分散转速(r/min)： 750/1480分散盘

32、个数：6外形尺寸(mmmmmm)：240031002620（5）过滤设备： 通过计算中和桶内的物料共367.39t,则要求过滤设备的过滤能力为367.39/(244)=3.826 t/h。选型：EYCCL型立式加压叶滤机(合肥天工科技开发有限公司)技术参数：型 号：EYCCL5-N 过滤面积()：5过滤能力(t/h)：34最高工作压力(MPa)：0.6机壳内径(mm)：600主电机功率(kW)： 10 滤叶片数：9外形尺寸(mmmmmm)：500012001000从过滤器内流出的液体内苹果酸的含量为16%。（6）离子交换设备：进行离子交换的液体有51.75/16%=323.4375m，所以离子

33、交换的速度应为323.4375/(244)=3.369m/h。选型：混合离子交换器（无锡科立雅纯水科技有限公司）技术参数：型号：KLYMB-4流量（m/h）：4总尺寸（mm）：DN5002600工作压力（MPa）： 0.6树脂高度（mm）：800从离子交换器中流出的液体内苹果酸的含量为18%。（7）真空浓缩设备： 进入设备的溶液有51.75/18%=287.5m,流出设备的液体有51.75/80%=64.6875 m,则在设备中蒸发的水分是287.5-64.6875=222.8175t,要求设备的蒸发能力为222.8175/(244)=2.321t/h。多效蒸发器由一组蒸发器组成。蒸发器由一个

34、加热器和一个分离器组成。加热器主要由壳体、加热管束、布料装置及附件组成；分离器则主要由壳体、捕沫器及附件组成。选型：多效蒸发器（宜兴市信邦机械设备有限公司）技术参数：型号：JMZ3.0蒸发量（kg/h）：3000蒸汽消耗量（kg/h）：900蒸发用蒸汽压力（MPa）：0.7预热用蒸汽压力（MPa）：0.25外形尺寸(mmmmmm)：100010003000（8）低温结晶设备： 结晶罐采用进口304或316L不锈钢制造，内壁采用镜面抛光，外壁采用304全焊接结构保温，外表面采用镜面或亚光处理。结晶罐能承受121高温灭菌消毒，配备卫生级压力表。罐体对外连接口采用卫生快开接头。结晶罐带有温度监控装置

35、，2个视镜，清洗球及氮气进口、PH口、温度计口等接口。轴的密封采用特殊的卫生级机械密封，确保物料不受污染。结晶罐可采用变频调速装置，搅拌轴转速调节范围大。选型：结晶罐（广州市南方轻工机械有限公司）技术参数：项目/型号：WL520100-L转速(r/min)：200 主电机功率(kW)：7.5 外形尺寸(mmmmmm)：8801266950 （9）离心设备： 需要离心的混合液中含有苹果酸晶体约51.75t,则离心机生产能力要求51.75/(244)=0.539t/h。选型：卧式螺旋卸料过滤离心机(合肥天工科技开发有限公司)技术参数：项目/型号：LWL320200-N 转鼓直径（mm）：320 转

36、鼓长度(mm)： 200 转鼓转速(r/min)：2700 分离因数：1300 差转速(r/min)：32生产能力（固相）(m/h)：1 主电机功率 (kW)：7.5 外形尺寸(mmmmmm)：9401165950 机器质量(kg)：800（10）干燥设备：选型：压力喷雾干燥塔（宜兴市信邦机械设备有限公司） 技术参数：型号：XB -25 蒸发量（kg/h）：25 转速（r.p.m）：18000 加热方式：电电加热功率（kW）：32 外形尺寸(mm)：300030004500 表43 设备一览表名称生产能力数量型号外形尺寸生产厂家功率(kW)种子罐20 m/只4个A3内涂公称容积2m无锡市华元化

37、工设备制造有限公司152m/只4个A3内涂公称容积20m无锡市华元化工设备制造有限公司7.5发酵罐200 m/只4个SUS316L/SUS321不锈钢材质公称容积220m无锡市华元化工设备制造有限公司220储罐400m/只2个公称容积400m无锡市华元化工设备制造有限公司配料罐200m/只2个公称容积200m无锡市华元化工设备制造有限公司20m/只2个公称容积20m无锡市华元化工设备制造有限公司2m/只2个公称容积2m无锡市华元化工设备制造有限公司消泡罐08吨/个4个2 板框式过滤机8t/h3套（备用1套）BAS-16-400280019003200温州市东顶机械制造有限公司2.2中和桶500

38、m3套（备用1套）500 m大连通达反应釜厂虹吸排液真空抽滤机3套（备用1套）温州市东顶机械制造有限公司12 多功能搅拌分散釜12m2套（备用1套）JSS3-FS-12240031002620大连通达反应釜厂18.5 立式加压叶滤机34t/h3套（备用1套）EYCCL5-N500012001000合肥天工科技开发有限公司)10 混合离子交换器4m/h9套（备用3套）KLYMB-45002600800无锡科立雅纯水科技有限公司多效蒸发器3000kg/h4套（备用1套）JMZ3.0100010003000宜兴市信邦机械设备有限公司结晶罐2套（备用1套）WL520100-L8801266950广州市

39、南方轻工机械有限公司7.5 卧式螺旋卸料过滤离心机2m/h2套（备用1套）LWL320200-N9401165950合肥天工科技开发有限公司)7.5 压力喷雾干燥塔25kg/h3套（备用1套）XB -25300030004500宜兴市信邦机械设备有限公司32 七劳动力计算 表44 人员分配表部门人员配置班制每班人数合计总人数办公室1班66实验室1班66发酵车间3班412提取车间3班1030CIP清洗车间3班39动力车间3班39三废处理车间3班515原料仓库1班22成品仓库1班22销售部门1班1010机修车间1班88门卫及清洁工1班66食堂2班612其它1班88总计155八生厂车间工艺布置生产车

40、间主要包括菌种制备车间、发酵车间、提取车间、CIP清洗车间、化验室、动力车间、三废处理车间、原料仓库、成品仓库、维修车间、车间办公室、配电室等。各生产分车间的布局设计是充分考虑到苹果酸的生产工艺流程。培养基配制好之后打入一级种子罐，然后依次是二级种子罐、发酵罐、这些过程都在发酵车间进行。发酵好之后的料液依次进入第一提取车间、第二提取车间、第三提取车间，进行提取精制。最后得到的苹果酸纯品进入仓库。发酵过程所需的菌种由菌种培养室提供。此外，车间内设有CIP清洗间可定期对设备清洗；设有化验室以定时监控，保证产品质量。这种布局可保证各物料运输通畅，避免重复往返。各生产分车间内设备也是依据苹果酸的生产工

41、艺流程布置的，并留有相当的余地，以便更换设备。同时，还注意到设备相互间的间距和设备与建筑物的安全维修距离，既能保证操作方便，又能保证维修装拆和清洁卫生的方便。生产车间布置图见附图二。九水、电、气用量计算1.用水量衡算（1）发酵车间用水：配制培养基需水56089=49840t。每天冲刷发酵罐约用水3t，冲刷地面共用水2t,则每天用水量：3+2=5t，则全年用水为5356=1780t。灭菌和发酵的降温、洗涤菌丝体用水约150000t。锅炉用水，每天约200t，一年用200356=71200t。空气系统用水（空压机冷却），空气冷却水计1820000t。实验室后处理及生活用水200/d,全年用7120

42、0t。发酵车间总计用水2164020t。（2）提取车间用水：酸解过程需水24089=21360t。过滤洗涤用水得到的苹果酸钙大约80t,洗涤用水为沉淀的两倍，约为80289=14240t。 提取车间用水总计35600t。全年用水总量为2199620t。费用为21996202.4=5279088元=528万元。2.电量衡算(1)发酵和提取设备用电：由设备一览表知，设备工作耗电量为（15+7.5+220）4+2+2.2+12+18.5+10+7.5+7.5+32=1066.2kWh。 (2)输送泵用电：输送泵工作耗电量为153+2.23+10.052=71.7kWh。（3）其他用电：其他设备（制冷

43、设备，水处理设备，CIP清洗系统，监测系统等）耗电量为200kWh。（4）生产照明用电：生产照明耗电量约3kWh。则全年用电总量为(1066.2+71.7+3+200) 24356=9747849.6kW。费用为9747849.60.58=6433580.736元=643.358万元。3.热量衡算（1）培养基蒸汽加热蒸汽用量：培养基的比热容为3.53kJ/（kg）,每罐装料量为2000.7=140 m，培养基由25加热到100，则每个生产周期需热量为Q=140100043.53（100-25）/(2718-419)=6.48t。（2）发酵罐空消灭菌蒸汽用量：发酵罐体积为200m，重量为34.3

44、t，不锈钢的比热容为0.5 kJ/（kg）,用0.2MPa的蒸汽灭菌，使罐由25升至121，蒸汽用量为343000.5（121-25）/(2718-505.78)=899.28kg，每个周期4台，则为Q=899.284=35.11t。（3）培养基连续灭菌蒸汽用量：培养基流量为28m/h，物料由100加热到121，则每个生产周期需热量为Q=28100043.53（121-100）/(2718-500)=37.26t。（4）苹果酸浓缩结晶蒸汽用量为20t。（5）干燥过程蒸汽用量为30t。（6）其他蒸汽用量50t。则全年所用蒸汽总量为（6.48+35.11+37.26+20+30+50）89=159

45、17.65t，费用为15917.6560=296万元。第五章 工厂卫生设计一工厂整体卫生各个车间必须每天定期清扫，发酵提取设备要定期清洗。二发酵设备卫生发酵设备要求严格的无菌，每次发酵之前必须进行严格的灭菌。三无菌接种室卫生严格按照以下标准执行。（1）保持无菌操作间整洁，每周用0.2过氧乙酸或2000mg/L有效氯消毒液处理无菌间和缓冲间地面、台面、墙面1-3次，每周监测一次消毒效果。（2）使用无菌操作间前，须用高效消毒剂擦拭台面，开启紫外灯30-60min进行消毒处理。（3）保持紫外灯管洁净，定期测试紫外灯照射强度，更换不合格的紫外灯管。（4）根据消毒剂性能，定期监测更换。（5）实验人员进入

46、无菌操作间前，须用灭菌液泡和擦拭手部，穿专用操作服，佩戴无菌帽和口罩，操作前，再次用消毒酒精擦拭手部，在酒精灯火焰上旁进行各项操作。（6）称量样品和进行转接种时，涉及的无菌器材试剂等不得与非无菌物品接触，避免人为污染。（7）实验完毕，收检、归纳用过的器材和样品，用消毒液擦拭台面和洗手，开启紫外灯30min。污染物品必须经过消毒灭菌处理。(8)检验所用污染器材必须先行消毒处理再送洗涤室消毒。实验台必需进行消毒。(9)实验室污水必须经过消毒后才能排放。四实验室卫生（1）化验员工作前后均应进行清洁卫生工作，并养成工作前和工作后洗手的习惯，因工作前如果手很脏，就可能沾污实验仪器和试剂样品，引起实验误差

47、，工作后必须用肥皂洗手，以防有毒物质在吃饭时带入口中。 （2）化验员进行检测前，应作好必须的准备，使工作有条不紊地进行，实验仪器放置整齐，实验台面及地面应经常保持干燥清洁，不得抽、向地上甩水，检测告一段落应及时进行整理、碎滤纸等物应放在专门的垃圾篓内，不得随地乱扔或倒入下水道内。要养成一切用品和工具用毕放回原处的习惯。 （3）工作服应经常换洗，不得在非工作时穿用，以防有害物质扩散，实验室内严禁吸烟、吃饭。第六章 企业组织和劳动定员一企业组织公司实行股份制。公司组织结构为直线制：二劳动定员全厂劳动定员如表：表61 人员分配表部门人员配置班制每班人数合计总人数办公室1班66实验室1班66发酵车间3

48、班412提取车间3班1030CIP清洗车间3班39动力车间3班39三废处理车间3班515原料仓库1班22成品仓库1班22销售部门1班1010机修车间1班88门卫及清洁工1班66食堂2班612其它1班88总计155第七章 公用工程和辅助设施一公用工程给排水工程清洗用水采用自来水。储水设施有防污染措施。储水设备定期清洗、消毒。清洗用水为活性炭过滤器处理的自来水。锅炉用水为钠离子交换器处理的自来水。供气工程采风器从室外采风，经过气压机、缓冲罐、冷却器、分离器、去雾器、空气储罐、加热器、过滤器等设备提供发酵过程中空气。动力工程采用双回路供电体系，供电设备由变压器、变电柜和控制室，以及各种供电线网组成，

49、动力系统的设计和安装由供电局负责。制冷系统通过制冷设备提供，选购LSLGF300制冷机组三套、配电控柜XLS3-85一套和BNB-150凉水塔2个给水泵组成制冷系统。主要提供发酵过程冷却水，灭菌后的罐体和培养基降温冷却水。供热工程设备主要是锅炉及附属的软化水设备，自来水经软化除去无机盐离子，获得软化水，其经锅炉燃烧后，将软化水变成高温高压蒸汽，通过管道与发酵生产设备相连接用于灭菌。二辅助工程项目需土建的辅助系统有原料库、成品库、办公室、化验室、菌种制备实验室、食堂、厕所、宿舍、锅炉房、机修车间、空气采集站、三废处理车间等。第八章 环境保护与安全生产一环境保护1废水处理苹果酸生产废物主要来自发酵

50、和提取工序中产生的废中和液、浓糖水、洗糖水、洗罐水。其中浓糖水和洗糖水浓度高，排放量大。洗罐水虽然浓度高，但排水量很少，有机物负荷小。其它各点排放的废水浓度较低，水量也不大。废水中主要含有淀粉质、蛋白质、各种有机酸、生产菌体所分泌的酶、发酵残留物、葡萄糖、氨氮和脂肪等有机物。利用活性污泥法处理产生的污水，可以得到良好的效果，达到国家污水排放指标。2废气处理严格执行中华人民共和国锅炉大气污染排放标准GB1327-91表81 锅炉大气污染排放标准指标/期限最大允许烟尘浓度(毫克/标立米)最大允许林格曼黑度级2002年12月31日起立项新安装或更换的锅炉25013噪声标准执行中华人民共和国城市区域环境噪音标准GB3096-93表82 城市区域环境噪音标准适用区域昼间（DBA）夜间（DBA）工业区6555生活区5545二安全生产（1）加强领导，安全责任明确到人，加强各相关人员的安全生产责任意识，切实将安全责任落到实处。（2）利用各种形式，宣传生产安全的重要性，加强安全生产意识。（3）加强安全操作意识，在适当地方张贴